[发明专利]计及准动态交通流的电动汽车荷电状态时空分布模拟方法

说明书

本发明涉及一种计及准动态交通流的电动汽车荷电状态时空分布模拟方法，属于智能电网领域。该方法包括：S1：将电动汽车出行链划分成出行段；S2：模拟OD矩阵分时段增量分配的准动态交通流；S3：计算准动态交通流模拟下的电动汽车荷电状态时空分布。本发明在静态增量模拟基础上对OD矩阵进行时间区间划分，再进行交通流分配，从而得到时变的路径模拟，实现静态OD矩阵的动态化，因此本发明能够协调出行模拟准确性与提高计算效率。

技术领域

本发明属于智能电网技术领域，涉及计及准动态交通流的电动汽车荷电状态时空分布模拟方法。

背景技术

电动汽车作为一种低碳、清洁的交通工具，受到越来越多的关注。目前电动汽车的产业发展主要受到价格、续航里程、充电设施建设等因素的制约。同时，电动汽车荷电状态具有时间和空间上的随机性、间歇性、波动性等不确定特点，给电网规划、安全运行和优化调度带来新的问题。

电动汽车出行，尤其是占电动汽车绝大部分的私家车出行具有典型的链式规律。目前预测电动汽车荷电状态的方式主要考虑了时间变化和空间分布等因素的影响。如文献“Shun T,Kunyu L,Xiangning X,et al.Charging demand for electric vehicle basedon stochastic analysis of trip chain[J].Iet Generation TransmissionDistribution,2016,10(11):2689-2698”中利用出行链理论模型来描述电动汽车的出行，建立了基于出行链的电动汽车出行时间、停车时间、出行里程模型，最后使用蒙特卡洛方法预测了各个区域电动汽车的充电负荷。文献“Tang D,Peng W.Probabilistic Modeling ofNodal Charging Demand Based on Spatial-Temporal Dynamics of Moving ElectricVehicles[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2015,7(2):627-636”中，进一步将电动汽车出行链细化，加入了更多的途经地点，并将各种类型的出行链对应到各类型的电动汽车上，通过概率学方法计算了各个电网节点的充电负荷。与此类似，陈丽丹、温剑锋、赵书强等提出采用出行链理论对不同场景下的电动汽充电负荷的时空分布进行预测。上述文献虽然均考虑了在时间和空间分布变化对电动汽车充电负荷的影响，对于空间分布尤其是交通流影响因素，仅考虑了静态交通流对电动汽车充电负荷，静态交通流模拟认为路段的交通拥堵情况不随时间变化，模拟准确性较差，与实际交通情况不符，参考价值不高。

要准确模拟电动汽车在空间的转移情况，最重要的是模拟其在路网当中的行驶行为，包括路径选择与驾驶速度等方面。陈静鹏等人在文献“基于用户出行需求的电动汽车充电站规划[J/OL].电力自动化设备,2016,36(06):34-39”中提出采用最短路径算法模拟了电动汽车的空间行驶分布，即确定了出行的起点和终点后，电动汽车按照物理最近路线行驶。徐青山等在文献“考虑驾驶人行为习惯及出行链的电动汽车充电站站址规划[J].电力系统自动化,2016,40(04):59-65+77”中提出采用最短路径模拟的方式计算电动汽车的行驶路径，并基于蒙特卡洛模拟计算电动汽车充电需求。上述方法中对动态交通流的模拟虽然考虑到了实时变化的交通状况，但是基于现代智能算法的充电站规划往往需要迭代数百甚至上千次，现有的动态交通流方法为了追求模拟的准确性建立了多个非线性方程，需要多次数值迭代才能求解，如果将动态方法直接应用于智能算法中会出现大量的迭代嵌套，由此产生的计算量是无法接受的。因此如何协调出行模拟准确性与计算效率十分关键。

因此，本发明亟需一种计及交通状况随时间的变化情况，计及交通状况随时间的变化情况的电动汽车荷电状态时空分布模拟方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种计及准动态交通流的电动汽车荷电状态时空分布模拟方法，在静态增量模拟基础上对OD矩阵进行时间区间划分，再进行交通流分配，从而得到时变的路径模拟，实现静态OD矩阵的动态化，从而准确计算实时交通拥堵对电动汽车出行的影响。